WO2015004136A2 - Lenkbremsbetätigungseinheit für ein hydraulisches bremssystem - Google Patents

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WO2015004136A2
WO2015004136A2 PCT/EP2014/064614 EP2014064614W WO2015004136A2 WO 2015004136 A2 WO2015004136 A2 WO 2015004136A2 EP 2014064614 W EP2014064614 W EP 2014064614W WO 2015004136 A2 WO2015004136 A2 WO 2015004136A2
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steering
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circuits
pressure
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Peter LÖW
Bianca STAUZEBACH
Emrah NASIR
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Continental Teves AG and Co OHG
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    • B60T13/68—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves
    • B60T13/686—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves in hydraulic systems or parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a steering brake actuation unit for a hydraulic brake system for a motor vehicle.
  • Brake systems with a steering brake function are known in principle.
  • a conventional wheel steering is often not sufficiently effective or even ineffective in many applications such as field processing or to achieve very small turning circles.
  • brake systems which each have separate brake circuits, each with its own master cylinder for the right and left sides. These master cylinders are foot-operated separately for steering braking, each with a brake pedal coupled to the respective master cylinder.
  • a steering brake alternately (rear brake right or rear brake on the left) is a single pedal for operation available.
  • a steering brake capable hydraulic brake ⁇ system With only one instead of two master cylinders and a single rather than two brake pedals to make, which can be much easier and more efficient operation in the operation process requires no cumbersome operations for coupling and decoupling of the brake pedals and takes up less space.
  • the activation of a steering brake function is possible at any time without additional complicated measures such as Koppe ⁇ development and decoupling of the brake pedals
  • the changeover valve unit may have a limited rotatable Actu ⁇ supply shaft which is mechanically coupled to the valve piston, so that by rotation of the actuating shaft to a defined angle of rotation axial displacement of the valve ⁇ piston is triggered.
  • an activation or deactivation of the steering brake function can be realized particularly accurately, efficiently, with a low energy input and, if necessary, remotely operable and / or automatable.
  • the switch valve can be ⁇ arranges the master brake cylinder, for example screwed or be integrated directly see pre ⁇ .
  • the switch valve can be ⁇ arranges the master brake cylinder, for example screwed or be integrated directly see pre ⁇ .
  • the switching valve unit by a remote control device be designed operable, for example, with intermediate scarf ⁇ tion of a hydraulic or mechanical
  • the remote control device can be made electromechanical and be actuated by an electrical switch.
  • the electrical switch can activate an electromechanical actuator by means of an electrical line, which acts on the actuating shaft.
  • the operation of the switching unit for the driver can be designed particularly ergonomically advantageous in ⁇ example, by the release of the steering brake operations is particularly simple and energy-saving only by alternately pressing the manual switch or switch.
  • the manual switch or the switch can be configured lockable in at least three positions, at least one Mittelstel ⁇ ment for a deactivated steering brake function and simultaneous braking with two wheel brakes and two end position for steering braking, each with a wheel brake can be provided.
  • the locking can be done within the invention by integrated catch or even by separate fixing devices.
  • the changeover valve unit and / or the master cylinder can be made of an extruded profile, preferably an extruded aluminum profile, for example, the extruded profiles designed such that this in addition to an outer contour and pressure chambers and / or holes for mounting screws already at least partially.
  • an extruded profile preferably an extruded aluminum profile
  • the extruded profiles designed such that this in addition to an outer contour and pressure chambers and / or holes for mounting screws already at least partially.
  • FIG.l schematic diagram of a known brake system with two separa ⁇ th main brake cylinders, brake pedals and a coupling device
  • Fig.4 Spatial sectional view of an embodiment of the invention a Umschaltventiliser.
  • FIG. 5 shows a sectional view of a switching valve unit according to FIG. 4 with a deactivated steering brake function.
  • FIG. 6 shows a sectional view of a changeover valve unit according to FIG. 4 with an activated steering brake function.
  • FIG. 1 shows a known hydraulic brake system 100 with a steering brake function for a tractor.
  • the brake system 100 includes a left wheel brake 2 with a force acting on the left wheel brake 2 left brake circuit 4 and a right wheel brake 3 with a ⁇ acting on the right wheel brake 3 the right brake circuit 5.
  • Each of the brake circuits 4.5 respectively, a single own master brake cylinder 6.6 ⁇ each associated with a brake pedal coupled thereto 7.7 ⁇ .
  • a coupling device 15 is provided in a coupled position 16, the two brake pedals 7,7 ⁇ together and in a decoupled layer 17, the aforementioned connection is dissolved. In the coupled position 16 of the coupling device 15, the two brake pedals 7.7 ⁇ only dependent on each other, are moved simultaneously, whereas in the decoupled layer 17 the Brake pedals 7 and 7 ⁇ can be moved independently.
  • the coupling device 15 is placed in the decoupled position 17 and optionally only one of the brake pedals 7.7 ⁇ or one brake pedal pressed stronger than the other. Characterized a relatively higher brake pressure is generated in one of the master cylinder 6,6 ⁇ and thus in one of the brake circuits 4,5. This brake pressure differential causes one of the wheel brake 2.3 is applied more than the other, a yaw moment arises and the tractor rotates or steers in the direction of the stronger braking wheel brake.
  • Lenkbremsbet2011i- tion unit 1 in contrast to the known brake system according to Fig.l only 1 piece master cylinder 6 with a single, coupled to the brake cylinders 6 brake pedal 7.
  • the master cylinder 6 of the Lenkbremsbet effetists- unit 1 of the invention serves both brake circuits 4 and 5 and is such di ⁇ dimensioned that at a simultaneous braking operation of the two wheel brakes 2 and 3 to a to a correct braking function sufficient pressure medium Volume and brake pressure can provide.
  • the master cylinder 6 is a change-over valve 8 hyd ⁇ raulisch downstream of the input side with a non-ge ⁇ showed pressure chamber in the master brake cylinder 6 off is output side connected to the brake circuits 4 and 5 and through an arrangement of valves for the selective or simultaneous connection of the brake circuits 4 and 5 to the pressure chamber, not shown, within the master cylinder 6 has.
  • the switching valve unit 8 is arranged directly on the Hauptbremszylin ⁇ 6, but it may also be spatially resolved from the master cylinder 6 attached to another location and executed via hydraulic lines connected to the pressure chamber within the master cylinder 6.
  • the Figure 3 shows in simplified form a first embodiment of he ⁇ inventive steering brake actuation unit 1 with a mechanical ⁇ 's remote control device 11.
  • Both the housing 37 of the master cylinder 6 and the housing 36 of the Umschaltein ⁇ unit 8 are in the shown embodiment of an extruded profile, preferably an aluminum extruded profile ⁇ beitet usar.
  • costly molds or molds can be entirely dispensed with for producing the two housings 36, 37.
  • the master cylinder 6 is betae ⁇ Untitled, by means of a push rod 18 which in turn can be coupled with an unshown brake pedal, a brake booster or of a further actuator. Via a connection 20, furthermore, the pressure medium container 14, not shown, is hydraulically connected.
  • the switch valve unit 8 is disposed downstream of the master cylinder 6 is attached, which ⁇ depending ⁇ wells hydraulically connected is connected to the not shown brake circuits 4 and 5 ⁇ closed across the terminals 19,19 and operated by the rotatable actuator shaft 10 with ⁇ means of a remote control device 11 and controlled can be.
  • the remote control device 11 comprises a manual switch 12, which can be ergonomically mounted in a direct viewing or gripping environment of the driver, for example on a dashboard. Via a mechanical pressure / train connection 21, for example a Bowden cable, the movements of the manual changeover switch 12 are transmitted to the actuating shaft 10.
  • a mechanical pressure / train connection 21 for example a Bowden cable
  • Other transmission solutions, such as mechanically with rods, trains, or via separate hydraulic Lines are also conceivable without departing from the invention.
  • FIG. 4 shows an embodiment according to the invention of a change-over valve unit 8 in a spatial sectional view.
  • the internal structure of the changeover valve unit is largely symmetrical, so that the rights and the left half have largely identical construction elements and serve to supply the left 4 and the right 5 brake circuit.
  • the Gerissau ⁇ se 36 has two cavities 23,23 ⁇ , which are connected to a Boh ⁇ tion 38 together and sealed at their opposite ends by plugs 25,25 opposite ⁇ brake pressure tight.
  • a valve piston 9 is slidably disposed and biased by means of the two return springs 26,26 ⁇ elastic between the plug 25,25 ⁇ .
  • each cavities 23,23 ⁇ each cavities 24,24 ⁇ are formed in front of the respective plug 25,25 ⁇ , which are connected to the not ge Service ⁇ th terminals 19,19 ⁇ and thus the brake circuits 4 and 5 hydraulically.
  • actuating shaft 10 Arranged in the housing 36, actuating shaft 10, which can be rotated limitedly about its longitudinal axis, is arranged transversely to the bore 38.
  • actuating shaft 10 By a fixedly connected to the actuating shaft 10 fingers 22 which engages in a radial groove 39 in the valve piston 9, the rotational movement of the drive shaft 10 is translated into a Axialbe ⁇ movement of the valve piston 9. If the drive shaft 10 is rotated by a rotation angle W left or right, the valve piston is moved in the bore 38 between two mutual stops or end positions, while one of the return springs 26,26 ⁇ is stretched in each case. This additional biasing force effectively assisting in a rearward movement of the valve piston 9 back to its original or neutral position.
  • FIG. 5 shows the changeover valve unit 8 according to FIG. 4 with a deactivated steering brake function or in a neutral position.
  • the peaks define the path of the x 31.31 Ventilkol ⁇ bens 9 during its displacement in the bore 38, thus acting as stops and which define two end positions for the valve piston.
  • valve body 9 has been displaced to the right in the image, so that on the valve body 30, a sealing seat 33 between the valve seat 32 and the tip 31 is formed.
  • the chamber 24 is hydraulically separated from the pressure chamber 27 and the associated not shown brake circuit 5 is turned off.
  • the entire braking pressure is transferred to the 24 opposite chamber 24 ⁇ and the associated brake circuit 4 is not shown the chamber so that the wheel brake ⁇ 2 decelerates at least stronger than the wheel brake. 3
  • the steering brake operating unit 1 has an electromechanical remote ⁇ operating device 11.
  • the operating shaft 10 is moved by an electromechanical actuator 34 which is controlled by means of a via an electrical line 35 switch associated 13 and push button.

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Abstract

Lenkbremsbetätigungseinheit (1) für ein hydraulisches Bremssystem (100) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, wobei das Bremssystem (100) wenigstens eine in Bezug auf eine bevorzugte Fahrtrichtung linke Radbremse (2) mit einem auf die linke Radbremse (2) wirkenden linken Bremskreis (4) und wenigstens eine in Bezug auf eine bevorzugte Fahrtrichtung rechte Radbremse (3) mit einem auf die rechte Radbremse (3) wirkenden rechten Bremskreis (5), wenigstens einen Hauptbremszylinder (6) zur Erzeugung von Bremsdruck in wenigstens einem der Bremskreise (4, 5) und wenigstens ein mit dem Hauptbremszylinder (6) gekoppeltes Bremspedal (7) umfasst, wobei das Bremssystem (100) derart beschaffen ist, dass in den Bremskreisen (4, 5) zur Lenkbremsung eine Bremsdruckdifferenz herbeiführbar ist. Um ein derartiges Bremssystem kostengünstiger, kompakter und einfacher bedienbar gestalten zu können wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Lenkbremsbetätigungseinheit (1) einen einzigen Hauptbremszylinder (6) zur Erzeugung von Bremsdruck für beide Bremskreise (4, 5) aufweist, wobei dem Hauptbremszylinder (6) eine Umschaltventileinheit (8) zugeordnet ist, die derart beschaffen ist, den Bremsdruck von dem Hauptbremszylinder (6) gleichzeitig auf beide Bremskreise (4, 5) durchzulassen oder eines der Bremskreise (4, 5) von dem Bremsdruck abzutrennen.

Description

Lenkbremsbetätigungseinheit für ein hydraulisches Bremssystem.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Lenkbremsbetätigungseinheit für ein hydraulisches Bremssystem für ein Kraftfahrzeug.
Bremssysteme mit einer Lenkbremsfunktion sind grundsätzlich bekannt. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen wie Traktoren beziehungs¬ weise Ackerschleppern ist bei vielen Anwendungen wie beispielsweise Ackerbearbeitung oder zur Erzielung besonders kleiner Wendekreise eine konventionelle Radlenkung oft nicht ausreichend effektiv oder gar unwirksam. Um die Radlenkung in derartigen Fällen zu unterstützen ist es bekannt, die Bremsanlage so zu konstruieren, dass bei Bedarf gezielt nur rechtsseitig oder linksseitig gebremst werden kann.
Stand der Technik
Beispielsweise sind Bremsanlagen bekannt, welche für die rechte und die linke Seite jeweils gesonderte Bremskreise mit jeweils einem eigenen Hauptbremszylinder aufweisen. Diese Hauptbremszylinder werden für eine Lenkbremsung getrennt voneinander mit jeweils einem mit dem jeweiligen Hauptbremszylinder gekoppelten Bremspedal fußbetätigt. Somit steht für einen Lenkbremsvorgang wechselweise (Hinterradbremse rechts oder Hinterradbremse links) ein Einzelpedal zur Betätigung zur Verfügung.
Wenn eine Lenkbremsfunktion nicht benötigt oder unerwünscht ist, beispielsweise für Straßenfahrten, ist es bekannt, die beiden einzelnen Bremspedale mit einer Klammer, einer Schwenkwippe oder einer ähnlichen mechanischen Kopplungsvorrichtung miteinander zu verbinden .
Durch die Verwendung von zwei separaten einzelnen Hauptbremszylindern, zwei einzelnen Bremspedalen samt zugehöriger Mechanik, der mechanischen Kopplung für die Bremspedale sowie die Notwendigkeit, die Bremspedale regelmäßig zu koppeln und wieder zu entkoppeln werden derartige Bremssysteme als komplex, und auf¬ wendig in der Bedienung und Wartung angesehen, beanspruchen zudem einen relativ großen Bauraum.
Aufgabe :
Es besteht daher die Aufgabe, eine Verbesserung für ein Brems¬ system mit Lenkbremsung anzubieten, welche ein derartiges Bremssystem kostengünstiger, kompakter und einfacher zu bedienen gestalten lässt.
Lösung und Vorteile:
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß zusammen mit den kennzeichnen¬ den Merkmalen von dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Unteransprüche und Figuren geben weitere mögliche vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen an.
Dadurch, dass ein einzelner Hauptbremszylinder zur Erzeugung von Bremsdruck für beide Bremskreise vorgesehen ist und dass eine mechanisch betätigbare und mit dem Hauptbremszylinder hydraulisch gekoppelte Umschaltventileinheit zum Auslösen der Brems¬ druckdifferenz in den Bremskreisen vorgesehen werden kann wird es einfach ermöglicht, eine lenkbremsfähige hydraulische Brems¬ anlage mit lediglich einem einzigen statt zwei Hauptbremszylindern sowie einem einzigen statt zwei Bremspedalen zu gestalten, welche sich viel einfacher und effizienter bedienen lässt im Be- dienprozess keine umständliche Operationen zur Koppelung und Entkoppelung der Bremspedalen erfordert und weniger Bauraum beansprucht. Die Aktivierung einer Lenkbremsfunktion wird jederzeit und ohne zusätzliche umständliche Maßnahmen wie die Koppe¬ lung und Entkoppelung der Bremspedale möglich
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Umschaltventileinheit zwei Ventilkörper und einen Ventilkolben mit zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen aufweisen, der zwischen zwei Rückstellfedern eingespannt sowie zwischen zwei Endlagen derart in einer Bohrung axial verschiebbar angeordnet ist, dass in jeder Endlage jeweils ein Ventilsitz an einem Ventilkörper anliegt, so dass ein Bremskreis von dem Bremsdruck abgetrennt ist, wodurch in den Bremskreisen eine Bremsdruckdifferenz erzeugbar ist. Damit wird eine Zuschaltung und Abschaltung einer Lenkbremsfunktion besonders schnell, unmittelbar und direkt so¬ wie auf einem kleinen Bauraum realisierbar. Zudem wird die
Bremskraft außerhalb der Lenkbremsfunktion besonders gleichmäßig von einem gemeinsamen Druckraum aus auf die Bremskreise verteilt, Toleranzausgleiche und Ungleichmäßigkeiten, welche sich bei zwei nicht erfindungsgemäßen koppelbaren Bremspedalen sowie getrennten bremskreisspezifischen Hauptbremszylindern ergeben würden, werden vermieden.
In einer weiter hin vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Umschaltventileinheit eine begrenzt rotierbare Betäti¬ gungswelle aufweisen, die mit dem Ventilkolben mechanisch gekoppelt ist, so dass durch Rotation der Betätigungswelle um einen definierten Rotationswinkel eine Axialverschiebung des Ventil¬ kolbens ausgelöst wird. Hierdurch kann eine Zu- oder Abschaltung der Lenkbremsfunktion besonders exakt, effizient, mit einem ge¬ ringen Krafteinsatz und bei Bedarf fernbetätigbar und/oder automatisierbar realisiert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Umschaltventileinheit an dem Hauptbremszylinder ange¬ ordnet, beispielsweise verschraubt oder direkt integriert vorge¬ sehen sein. Hierdurch wird eine kompakte modular aufgebaute und besonders bauraumsparende Lenkbremsbetätigungseinheit ermög¬ licht, auch die Montage und Inbetriebnahme der Bremsanlage wer¬ den vereinfacht.
In einer weiter hin vorteilhaften Weiterbildung kann die Umschaltventileinheit durch eine Fernbedienungsvorrichtung betätigbar gestaltet werden, beispielsweise unter Zwischenschal¬ tung einer hydraulischen oder einer mechanischen
Druck/Zugverbindung durch einen mechanischen Handumschalter betätigbar .
Ebenso kann in einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform die Fernbedienungsvorrichtung elektromechanisch ausgeführt und durch einen elektrischen Schalter betätigbar sein. Beispielsweise kann der elektrische Schalter durch eine elektrische Leitung einen elektromechanischen Aktuator aktivieren, welcher auf die Betätigungswelle einwirkt.
Dadurch kann die Bedienung der Umschalteinheit für den Fahrzeugführer mit Vorteil besonders ergonomisch gestaltet werden, bei¬ spielsweise indem die Auslösung der Lenkbremsvorgänge besonders einfach und kraftsparend nur noch durch wechselweise Betätigung des Handumschalters oder Schalters erfolgt.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der Handumschalter oder der Schalter in wenigstens drei Stellungen arretierbar ausgestaltet sein, wobei wenigstens eine Mittelstel¬ lung für eine deaktivierte Lenkbremsfunktion und simultane Bremsung mit beiden Radbremsen und zwei Endstellung für Lenkbremsungen mit jeweils einer Radbremse vorgesehen sein können. Beispielsweise kann die Arretierung innerhalb der Erfindung durch integrierte Raste oder aber auch durch gesonderte Fixiervorrichtungen erfolgen. Dadurch kann die jeweils aktive Bremsart von dem Fahrzeugführer jederzeit eindeutig optisch erfassbar sein, da der Handumschalter oder der Schalter mit Vorteil in einem direkten Blick- und Greifumfeld des Fahrzeugführers, beispielswei¬ se an einem Armaturenbrett angeordnet werden können und die ak¬ tive Bremsart eindeutig durch die arretierte Stellung des Hand¬ umschalters oder des Schalters identifizierbar wird. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Umschaltventileinheit und/oder der Hauptbremszylinder aus einem Strangpressprofil, vorzugsweise einem Aluminium- Strangpressprofil ausgeführt werden, beispielsweise können die Strangpressprofile derart gestaltet ein, dass diese neben einer äußeren Kontur auch Druckkammern und/oder Bohrungen für Befestigungsschrauben bereits zumindest teilweise aufweisen. Dadurch kann besonders einfach und kostengünstig eine effiziente und flexible modulare Bauweise der Lenkbremsbetätigungseinheit rea¬ lisiert werden, der Aufwand für Herstellung und Nachbearbeitung wird verringert, auf teure Gussformen oder Kokillen kann gänzlich verzichtet werden. Zudem wird besonders kostengünstig ein Baukastensystem realisierbar, welcher flexibel unterschiedliche Anforderungsprofile durch Austausch einzelner in ihren Abmessungen standardisierten Komponenten bedienen kann.
Figurenbeschreibung :
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung anhand der Zeichnungen hervor. Übereinstimmende Komponenten und Konstruktionselemente werden nach Möglichkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen. Nachstehend zeigt:
Fig.l Prinzipskizze einer bekannten Bremsanlage mit zwei separa¬ ten Hauptbremszylindern, Bremspedalen und einer Kopplungsvorrichtung
Fig.2 Prinzipskizze einer verbesserten Bremsanlage mit einer erfindungsgemäßen Lenkbremsbetätigungseinheit . Fig.3 Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkbremsbe- tätigungseinheit mit einer mechanischen Fernbedienungsvorrichtung .
Fig.4 Räumliche Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Umschaltventileinheit.
Fig.5 Schnittdarstellung einer Umschaltventileinheit nach Fig. 4 mit einer deaktivierten Lenkbremsfunktion.
Fig.6 Schnittdarstellung einer Umschaltventileinheit nach Fig. 4 mit einer aktivierten Lenkbremsfunktion.
Fig.7 Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkbremsbe- tätigungseinheit mit einer elektromechanischen Fernbedienungs¬ vorrichtung
Fig . l
In der Fig.l ist ein bekanntes hydraulisches Bremssystem 100 mit einer Lenkbremsfunktion für einen Traktor abgebildet.
Das Bremssystem 100 umfasst eine linke Radbremse 2 mit einem auf die linke Radbremse 2 wirkenden linken Bremskreis 4 und eine rechte Radbremse 3 mit einem auf die rechte Radbremse 3 wirken¬ den rechten Bremskreis 5. Jedem der Bremskreise 4,5 ist jeweils ein einzelner eigener Hauptbremszylinder 6,6λ mit jeweils einem daran gekoppelten Bremspedal 7,7λ zugeordnet. Ferner ist eine Kopplungsvorrichtung 15 vorgesehen die in einer gekoppelten Lage 16 die beiden Bremspedale 7,7λ miteinander verbindet und in einer entkoppelten Lage 17 die vorgenannte Verbindung aufgelöst ist. In der gekoppelten Lage 16 der Kopplungsvorrichtung 15 können die beiden Bremspedale 7,7λ nur noch voneinander abhängig, simultan bewegt werden, wogegen in der entkoppelten Lage 17 die Bremspedale 7 und 7 λ unabhängig voneinander bewegt werden können .
Für einen Lenkbremsvorgang wird die Kopplungsvorrichtung 15 in die entkoppelte Lage 17 versetzt und wahlweise bedarfsgerecht nur eines der Bremspedale 7,7λ oder das eine Bremspedal stärker als das andere betätigt. Dadurch wird in einem der Hauptbremszylinder 6,6λ und folglich in einem der Bremskreise 4,5 ein relativ höherer Bremsdruck erzeugt wird. Diese Bremsdruckdifferent führt dazu, dass eines der Radbremse 2,3 stärker als das andere beaufschlagt wird, ein Giermoment entsteht und der Traktor sich in Richtung der stärker bremsenden Radbremse dreht beziehungsweise lenkt.
Des Weiteren ist ein Druckmittelbehälter 14 vorgesehen, welcher über hydraulische Leitungen den beiden Hauptbremszylinder 6,6λ im Betrieb der Bremsanlage 100 das Druckmittel zuführt oder die¬ sen aufnimmt.
Fig.2
Die Fig.2 zeigt die Prinzipskizze einer verbesserten Bremsanla¬ ge 100 mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenk- bremsbetätigungseinheit 1. Die erfindungsgemäße Lenkbremsbetäti- gungseinheit 1 weist im Unterschied zu der bekannten Bremsanlage nach Fig.l nur noch 1 Stück Hauptbremszylinder 6 mit einem einzigen, an den Bremszylinder 6 gekoppelten Bremspedal 7. Der Hauptbremszylinder 6 der erfindungsgemäßen Lenkbremsbetätigungs- einheit 1 bedient beide Bremskreise 4 und 5 und ist derart di¬ mensioniert, dass es bei einem simultanen Bremsbetrieb beider Radbremsen 2 und 3 ein zur ein zur einer ordnungsgemäßen Bremsfunktion ausreichendes Druckmittel-Volumen sowie Bremsdruck bereitstellen kann. Vorzugsweise beträgt ein Hubvolumen des Haupt- bremszylinders 6 der erfindungsgemäßen Lenkbremsbetätigungsein- heit 1 die Summe der Hubvolumina der beiden einzelnen Haupt¬ bremszylinder 6,6λ einer bremsleistungsmäßig vergleichbaren bekannten Bremsanlage nach Fig.l. Hierbei ist es innerhalb der Er¬ findung selbstverständlich möglich dem Hauptbremszylinder 6 einen hier nicht gezeigten Bremskraftverstärker vorzuschalten. Ebenso ist es innerhalb der Erfindung vorstellbar statt des Bremspedals 7 eine weitere zusätzliche oder eine andere Betäti¬ gungsvorrichtung vorzusehen, beispielsweise einen Bremshebel, einen elektromagnetischen oder elektromechanischen Aktuator oder eine andere Vorrichtung.
Dem Hauptbremszylinder 6 ist eine Umschaltventileinheit 8 hyd¬ raulisch nachgeschaltet, die eingangsseitig mit einer nicht ge¬ zeigten Druckkammer innerhalb des Hauptbremszylinders 6, aus- gangsseitig mit den Bremskreisen 4 und 5 verbunden ist und über eine Anordnung von Ventilen zur wahlweisen oder gleichzeitigen Zuschalten der Bremskreise 4 und 5 an die nicht gezeigten Druckkammer innerhalb des Hauptbremszylinders 6 verfügt. Vorzugsweise ist die Umschaltventileinheit 8 direkt an dem Hauptbremszylin¬ der 6 angeordnet, jedoch kann sie ebenso von dem Hauptbremszylinder 6 räumlich aufgelöst an einem anderen Ort angebracht und über hydraulische Leitungen mit der Druckkammer innerhalb des Hauptbremszylinders 6 verbunden ausgeführt sein.
Bei einer Betätigung des Bremspedals 7 wird in dem Hauptbremszylinder 6 Bremsdruck aufgebaut, welcher durch die Umschaltventil¬ einheit 8 je nach Wunsch des Fahrzeugführers entweder lediglich an den Bremskreis 4 oder an den Bremskreis 5 oder an beide bremskreise gleichzeitig weitergegeben wird. Hierdurch kann je nach Wunsch des Fahrzeugführers auch bei einem gedruckten
Bremspedal direkt entschieden werden, ob ein Lenkbremsmanöver oder eine konventionelle Bremsung eingeleitet werden soll. Fig.3
Die Fig.3 zeigt vereinfacht eine erste Ausführungsform einer er¬ findungsgemäßen Lenkbremsbetätigungseinheit 1 mit einer mechani¬ schen Fernbedienungsvorrichtung 11. Sowohl das Gehäuse 37 des Hauptbremszylinders 6 als auch das Gehäuse 36 der Umschaltein¬ heit 8 sind in der gezeigten Ausführung aus einem Strangpressprofil, vorzugsweise einem Aluminium-Strangpressprofil ausgear¬ beitet. Dadurch kann zur Herstellung der beiden Gehäusen 36,37 auf kostspielige Gussformen oder Kokillen gänzlich verzichtet werden. Jedoch ist es innerhalb der Erfindung selbstverständ¬ lich möglich, zur Herstellung von Gehäusen 36,37 auch andere Fertigungsverfahren heranzuziehen, beispielsweise Gießen oder Druckgießen .
Der Hauptbremszylinder 6 wird mittels einer Druckstange 18 betä¬ tigt, die wiederum mit einem nicht gezeigten Bremspedal, einem Bremskraftverstärker oder einer weiteren Betätigungsvorrichtung gekoppelt werden kann. Über einen Anschluss 20 wird ferner der nicht gezeigte Druckmittelbehälter 14 hydraulisch angeschlossen.
Abgangsseitig ist an dem Hauptbremszylinder 6 die Umschaltventileinheit 8 angebracht, welche über die Anschlüsse 19,19λ je¬ weils an die nicht gezeigten Bremskreise 4 und 5 hydraulisch an¬ geschlossen ist und über die rotierbare Betätigungswelle 10 mit¬ tels einer Fernbedienungsvorrichtung 11 betätigt und gesteuert werden kann.
Die Fernbedienungsvorrichtung 11 umfasst einen Handumschalter 12, welcher ergonomisch günstig in einem direkten Sichtoder Greifumfeld des Fahrzeugführers, beispielsweise an einem Armaturenbrett angebracht werden kann. Über eine mechanisch Druck/Zugverbindung 21, beispielsweise eine Bowdenzug, werden die Bewegungen des Handumschalters 12 an die Betätigungswelle 10 übertragen. Weitere Übertragungslösungen, beispielsweise mechanisch mit Stangen, Zügen, oder auch über gesonderte hydraulische Leitungen sind ebenfalls vorstellbar, ohne die Erfindung zu verlassen .
Durch die Betätigung des Handumschalters 12 wird die Betäti¬ gungswelle 10 um den Rotationswinkel W verdreht, wodurch die An¬ schlüsse 19,19λ und somit die Bremskreise 4,5 entweder einzeln von dem Hauptbremszylinder 6 hydraulisch abgesperrt oder gleichzeitig freigeschaltet werden.
Fig.4
In der Fig.4 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Umschaltventileinheit 8 in einer räumlichen Schnittansicht. Der Innenaufbau der Umschaltventileinheit ist weitgehend symmetrisch ausgeführt, so dass die Rechte und die linke Hälften weitgehend identische Konstruktionselemente aufweisen und zur Versorgung des linken 4 und des rechten 5 Bremskreises dienen. Das Gehäu¬ se 36 weist zwei Hohlräume 23,23λ auf, welche mit einer Boh¬ rung 38 miteinander verbunden und an deren gegeneinander abgewandten Enden durch Stopfen 25,25λ bremsdruckdicht verschlossen sind. In der Bohrung 38 geführt ist ein Ventilkolben 9 verschiebbar sowie mittels der beiden Rückstellfedern 26,26λ elastisch zwischen den Stopfen 25,25λ vorgespannt angeordnet. In je¬ den Hohlräumen 23,23λ sind vor den jeweiligen Stopfen 25,25λ jeweils Hohlräume 24,24λ gebildet, die mit den hier nicht gezeig¬ ten Anschlüssen 19,19λ und somit den Bremskreisen 4 und 5 hydraulisch verbunden sind.
Eine weitere Bohrung bildet eine Druckkammer 27, welche die Boh¬ rung 38 kreuzt und hydraulisch mit einer nicht gezeigten Druck- kamer des Hauptbremszylinders 6 hydraulisch verbunden ist, in der der Bremsdruck aufgebaut ist. Somit liegt in der Druckkammer 27 der gleiche Druck wie in dem Hauptbremszylinder 6. Ein Durchbruch 28 sowie eine Axialbohrung 29 in dem Ventilkolben 9 sorgen für eine hydraulische Ankopplung und Druckausgleich der Kammern 24,24λ mit der Druckkammer 27.
Quer zu der Bohrung 38 ist in dem Gehäuse 36 Betätigungswelle 10 angeordnet, welche sich um ihre Längsachse begrenzt rotieren lässt. Durch einen fest mit der Betätigungswelle 10 verbundenen Finger 22, der in eine Radialnut 39 im Ventilkolben 9 eingreift, wird die Rotationsbewegung der Antriebswelle 10 in eine Axialbe¬ wegung des Ventilkolbens 9 übersetzt. Wird die Antriebswelle 10 um einen Rotationswinkel W links oder rechtseitig gedreht, wird der Ventilkolben in der Bohrung 38 zwischen zwei gegenseitigen Anschlägen beziehungsweise Endlagen verschoben, dabei wird jeweils eine der Rückhohlfedern 26,26λ gespannt. Diese zusätzlich Vorspannkraft wirk unterstützend bei einer rückwärtigen Bewegung des Ventilkolbens 9 zurück in seine Ausgangs- beziehungsweise Neutralposition .
In der gezeigten Ausführung sind die Hohlräume 23,23λ zusammen mit den Kammern 24,24λ und der Bohrung 38 als eine Stufenbohrung gestaltet, jedoch sind auch weitere Ausgestaltungen wie einfache zylindrische Bohrungen, Sacklöcher oder Hohlräume mit nichtrunden Querschnittsprofilen ebenso innerhalb der Erfindung vorstellbar. Ebenso kann die Antriebswelle 10 innerhalb der Erfin¬ dung einteilig mit dem Finger 22 ausgeführt sein.
Fig.5
Die Fig.5 zeigt die Umschaltventileinheit 8 nach Fig.4 mit einer deaktivierten Lenkbremsfunktion beziehungsweise in einer Neutralstellung .
Das Druckmittel gelangt aus der Druckkammer 27 über den Durchbruch 28 und die Axialbohrung 29 gleichzeitig in beide Kam¬ mern 24,24 es bestehen somit eine hydraulische Verbindung zwischen den beiden Kammern 24,24λ und dem Hauptzylinder 6, ein Druckausgleich zwischen den Kammern 24,24λ und der Druckkam- mer 27 und dadurch auch zwischen dem Bremskreis 4 und dem Bremskreis 5. Beide Radbremsen 2 und 3 (siehe Fig.l) werden mit dem gleichen Bremsdruck beaufschlagt und bremsen gleichzeitig und gleichmäßig .
Die Stopfen 25,25λ weisen jeweils einen zapfenartigen Ventilkörper 30 bzw. 30 λ mit einer konischen Spitze 31 bzw. 31 λ auf. Der Ventilkolben 9 verfügt über zwei gegenüberliegende, als kegel¬ förmigen Eindrehungen ausgeführt Ventilsitze 32,32λ die derart gestaltet sind, dass sie bei einer jeweiligen Anlage an der Spitze 31,31λ einen Bremsdruckdichten Dichtsitz 33 bilden und somit den Druckmitteldurchfluss über den Durchbruch 28 und die Axialbohrung 29 wahlweise in eine der Kammern 24,24λ unterbinden .
Gleichzeitig begrenzen die Spitzen 31,31xden Weg des Ventilkol¬ bens 9 bei seiner Verschiebung in der Bohrung 38, dienen somit als Anschläge und definieren die beiden Endlagen für den Ventilkolben 9.
Fig.6
Im Unterschied zu der Fig.5 ist die Umschaltventileinheit 8 in der Fig.6 in einer Schalt- beziehungsweise Lenkbremsstellung ab¬ gebildet .
Die Spitzen 31,31λ der Ventilkörper 30,30λ λ bilden durch die Anlage an den Ventilsitzen 32,32λ für den Ventilkörper 9 zwei gegenseitige Anschläge. Wird der Ventilköper 9 durch eine Verdre¬ hung der Betätigungswelle 10 von dem Finger 22 in Richtung eines der Ventilköper verschoben, wird seine Bewegung in einer Endlage durch das Anlegen des
In der gezeigten Position ist der Ventilkörper 9 im Bild nach rechts verschoben worden, so dass an dem Ventilkörper 30 ein zwischen dem Ventilsitz 32 und der Spitze 31 ein Dichtsitz 33 gebildet ist. Dadurch ist die Kammer 24 von der Druckkammer 27 hydraulisch abgetrennt und der damit verbundener nicht gezeigter Bremskreis 5 abgeschaltet. Der gesamte Bremsdruck wird an die der Kammer 24 gegenüberliegende Kammer 24 λ und den damit verbundenen nicht gezeigten Bremskreis 4 übertragen, so dass die rad¬ bremse 2 zumindest stärker als die Radbremse 3 abbremst. Dadurch entsteht am Fahrzeug ein Giermoment um die Fahrtrichtung, was zu einem Richtungswechsel und somit einem Lenkvorgang beziehungs¬ weise Lenkbremsung führt.
So führt die Bewegung der Betätigungsachse 10 zur wechselweisen Abschaltung eines der Bremskreise 4,5 und somit zur Lenkbrem¬ sung. Somit wird bei Vorwählen einer Lenkbremsrichtung über den in der Fig.3 gezeigten Handumschalter 12 am/im Armaturenbrett und dem Betätigen des einzigen Hauptbremszylinders 6 über ein einziges Bremspedal 7 in die gewählte Richtung gewährleistet.
Vorwählen der Auslösung einer normalen Bremsung durch Arretierung des Handschalters, beispielsweise durch Raste in Mittel¬ stellung, ergibt Mittel- beziehungsweise Neutralstellung des Ventilkolbens 9 nach Fig.5 und damit Vorbereitung einer Bremsung mit beiden Radbremsen 2 und 3.
Fig . 7
Im Unterschied zu der Ausführungsform nach Fig.3 verfügt die Lenkbremsbetätigungseinheit 1 über eine elektromechanische Fern¬ bedienungsvorrichtung 11. Die Betätigungswelle 10 wird durch einen elektromechanischen Aktuator 34 bewegt, der mittels eines über eine elektrische Leitung 35 damit verbundenen Schalters 13 beziehungsweise Taster gesteuert wird. Bezugszeichen
1 Lenkbremsbetätigungseinheit
2 Radbremse
3 Radbremse
4 Bremskreis
5 Bremskreis
6,6λ Hauptbremszylinder
7,7λ Bremspedal
8 Umschaltventileinheit
9 Ventilkolben
10 Betätigungswelle
11 Fernbedienungsvorrichtung
12 Handumschalter
13 Schalter
14 Druckmittelbehälter
15 Kopplungsvorrichtung
16 gekoppelte Lage
17 entkoppelte Lage
18 Druckstange
19 Anschluss
20 Anschluss
21 Druck/Zugverbindung
22 Finger
23,23λ Hohlraum
24,24λ Kammer
25,25λ Stopfen
26,26 Rückstellfeder
27 Druckkammer
28 Durchbruch
29 Axialbohrung
30,30λ Dorn
31 Spitze
32,32λ Ventilsitz
33 Dichtsitz
34 Aktuator
35 elektrische Leitung
36 Gehäuse
37 Gehäuse
38 Bohrung
39 Radialnut
100 Bremssystem
W Rotationswinkel

Claims

Patentansprüche :
1. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) für ein hydraulisches Brems¬ system (100) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahr¬ zeug, wobei das Bremssystem (100) wenigstens eine in Bezug auf eine Fahrtrichtung linke Radbremse (2) mit einem auf die linke Radbremse (2) wirkenden linken Bremskreis (4) und wenigstens ei¬ ne in Bezug auf eine bevorzugte Fahrtrichtung rechte Radbrem¬ se (3) mit einem auf die rechte Radbremse (3) wirkenden rechten Bremskreis (5), wenigstens einen Hauptbremszylinder ( 6) zur Er¬ zeugung von Bremsdruck in wenigstens einem der Bremskreise (4,5) und wenigstens ein mit dem Hauptbremszylinder ( 6) gekoppeltes Bremspedal (7) umfasst, wobei das Bremssystem (100) derart be¬ schaffen ist, dass in den Bremskreisen (4,5) zur Lenkbremsung eine Bremsdruckdifferenz herbeiführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkbremsbetätigungseinheit (1) einen einzigen Hauptbremszylinder (6) zur Erzeugung von Bremsdruck für beide Bremskreise (4,5) aufweist, wobei dem Hauptbremszylinder (6) ei¬ ne Umschaltventileinheit (8) zugeordnet ist, die derart beschaf¬ fen ist, den Bremsdruck gleichzeitig auf beide Bremskreise (4,5) durchzulassen oder einen der Bremskreise (4,5) von dem Bremsdruck abzutrennen.
2. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltventileinheit (8) eine Boh¬ rung (38), zwei Ventilkörper (30,30λ) und einen Ventilkolben (9) aufweist, wobei der Ventilkolben (9) über zwei gegenüberliegende Ventilsitze (32,32λ) verfügt, zwischen zwei Rückstellfe¬ dern (26,26λ) elastisch eingespannt sowie derart zwischen zwei Endlagen in der Bohrung (38) verschiebbar angeordnet ist, dass in jeder Endlage eines der Ventilsitze (32,32λ) zur Anlage an einem der Ventilkörper (30,30λ) kommt.
3. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die die Umschaltventileinheit (8) eine be¬ grenzt rotierbare Betätigungswelle (10) aufweist, wobei die Be¬ tätigungswelle (10) derart mit dem Ventilkolben (9) mechanisch gekoppelt ist, dass die Verschiebung des Ventilkolbens (9) durch eine Rotation der Betätigungswelle (10) um einen definierten Rotationswinkel (W) ausgelöst wird.
4. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltventileinheit (8) an dem Haupt¬ bremszylinder (6) angeordnet ist.
5. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltventileinheit (8) durch eine Fernbedienungsvorrichtung (11) betätigbar ist.
6. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Fernbedienungsvorrichtung (11) hydrau¬ lisch oder mechanisch ausgeführt und durch einen mechanischen Handumschalter (12) betätigt wird.
7. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Fernbedienungsvorrichtung (11) elektrome- chanisch ausgeführt und durch einen elektrischen Schalter (13) betätigt wird.
8. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Handumschalter (12) oder der Schalter (13) in wenigstens drei Stellungen arretierbar ist, wobei wenigstens eine Mittelstellung für eine deaktivierte Lenk¬ bremsfunktion und simultane Bremsung mit beiden Radbremsen (2,3), eine Endstellung für eine Lenkbremsung mit Radbremse (2) und eine Endstellung für eine Lenkbremsung mit Radbremse (3) vorgesehen sind.
9. Lenkbremsbetätigungseinheit (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltventileinheit (8) aus einem
Strangpressprofil ausgeführt ist.
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